DZ-T 0184.2-1997 微量锆石铀铅同位素地质年龄测定.pdf

I c s 1 7.0 6 0备案号:5 0 5-1 9 9 7uz中华 人 民共 和 国地 质 矿 产 行 业标 准D z/T 0 1 8 4.1 一0 1 8 4.2 2-1 9 9 7同位素地质样品分析方法1 9 9 7 一 0 7 一 0，发布1 99 8 一 0 1 一 1 5实施中华人民共和国地质矿产部发 布uz/r 0 1 8 4.1-0 1 8 4.2 2-1 9 9 7序言 同位 素地 质学是 近几十年内快速发展起来的地质学领域里的一个新 的分 支学科，是当代地质学研究中的热 门。作为同位素地 质学研究 的基础 的同位素分析测试技术，也 随着技术和仪器 的不断发展而取得了 重大突破。近年来国际上同位素地质学研究已达到很高的水平，很多方法都已进人单颗粒矿物微区分析直接 测定 同位素组成 的阶段，同时经典分析方法的灵敏度和精确度也有 了很大的提高 我 国 于五 十年代末开始建立同位素地质实验室，相继建立了K-A r,U-P b,R b-S r,S m-N d,C,铀系等年代学方法和C,H,0,S,S i 等稳 定 同位素分 析方法，并 开展 了包括 R e-Os,Lu-Hf,La-C e、裂 变径 迹、电子 自旋 共 振(E S R)等年代学和 B,N等稳定同位素在内的新方法的探索研究，建立了一大批实验室，为地质、水文、环境、能源、考古等研究提供了数以万计的同位素数据 然而纵观国内外同位素地质学的发展，迄今还没有形成公认的同位素地质样品分析方法标准，国内各实验室在分析程序和数据处理 等方面均不 同程 度的存在差异，有的甚至还没有成文的分析规程，这就使同位素地质样品分析的规范化和同位素数据 的对比遇到很大的困难 和障碍，因此制定同位素地质样 品分析方法标 准既是一项重要的基木建设，也是一 项紧迫的任务。“同位素地质样品分析方法标准的制定”是地质矿产部地发(1 9 9 2)2 6 7 号文下达的 1 9 9 3 年地质矿产行业制定、修订标准项目计划 的项E l 之一，编号I C 9 3/S C 8-9 3-5 0 本标准按国家标准 GB 1.1-9 3(标准化工作导则标准编写的基本规定 ,GB 1.4-8 8(标 准化工作导则化学分析方法标准编写规定 和 GB 6 3 7 9-8 6(测试方法 的精 密度通 过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性 的规范编写。本项 目由地质矿产部宜昌地质矿产研究所负责。项 目组由宜昌地质矿产研究所张 自超，地质研究所刘敦一和矿床地质研究所丁梯平三同志组成。项目组于 1 9 9 2 年 3 月提出书面立项申请，1 9 9 2 年 5月上报项 目设计书(项 目任务书)，地质矿产部于 1 9 9 2年 1 2月 正式批 准下达，1 9 9 3年元月开始执行。除项 目组 成 员 外，应 邀 参 加 起 草 的 单 位 和 研 究 测 试 人 员 还 有:地 矿 部 海 洋 地 质 研 究 所 的 业 渝 光、4 1三 夏 I 寇 亚 平、刁 少 波、和 杰、王 雪 娥，天 津 地 质 矿 产 研 究 所 的 李 惠 民，地 质 研 究 所 的 张 宗 清、匾 三 一叠、罗 修 泉，矿 床 地 质研 究 所的 白 瑞 梅、万 德 芳、李 延 河，宜 昌 地 质 矿 研 究 所的 李 华 芹、朱家 平、庄 龙 池、匪亘 A和 韩友 科 等同二碑UO 本标准规定了当前国内广泛应用的地质年代学和稳定同位素地质学的大部分分析方法，计 2 1 项对于 同位素地质样品分析 中若于共同问题的说 明和要求，以 总则及一般规定 单独列出，放在各个分析方法之前，单个方法标准中一般不再重复叙述。本系列标准中的大部分分析方法标准都是在现行的行之有效的和公认的分析规程的基础上按照 标准化工作导则 的要求进行起草的。编制过程经过几次反复，首先由起草人起草了各个分析方法标准的初稿，项目组汇集并按照 标准化工作导则 的要求统一编写了 讨论稿 ，再 返回起 草人进行讨论 和修改;然后 由项 目组修编 为 征求意 见稿 ，征求意 见稿 送 清国内近 2 0位 同行 专家分别 审阅修改，项 目组再次集 中并编辑 成 送审稿 ，送审稿 报请全国地质矿 产标准化技术委员会岩矿测试标准样品及分析方法分技术委员会金秉慧等 2 1 位委员和同位素地质专家评审，项 目组根据评 审意 见并按 GB/1 1.1-1 9 9 3的格式进一 步作 了重要修改，最后定稿成 目前的 报 批稿 应当说明，本标准不是同位素地质样品分析方法的全部，还有许多分析方法没有涉及，例如油气及有机物质的同位 素分 析由于在起 草编写时不得其便未能纳人，一些近期建立 的新方法，也因需要 一个成熟阶段，或者还没有成为常规方法，因此也没有企图在现阶段全都纳人本标准。对于这些随后 可以补充n z/r 0 1 8 4.1-0 1 8 4-2 2-1 9 9 7编写相应的方法标准，以满足同位素地质样品分析技术日 新月异发展的需要。最后，纳入本标准的方法既是独立的，又是“同位素地质样品分析方法(系列)标准”的组成部分。鉴于需要一个试行和考验时期，而且本标准在编写方法和格式上都是以G B 1.1-8 7为依据，与新版 G B 1.1-9 3的要求有较大的差别，尚需作较大修 改。因此，建议先作为地质矿产行业 标准先行审批执行，然后在总结实践情况的基础 上经过修改，再上报 国家技术监督局作为国家标 准审批。本方法标准在编写过程中得到地质矿产部科技司与中国地质科学院实验管理处的大力支持和各有关单位和科技人员的积极参与，陈毓蔚、王松山、李喜斌、夏明、仇士华等近 2 0位专家、教授帮助审阅修改，金秉慧等 2 1 位全国地质矿产行业标准化技术委员会委员和同位素地质专家们在百忙中认真对本标准 送审稿 进行评审，提 出了很多宝贵意见，在此一并表示感谢。由于编者专业知识和水平所限，错误疏漏在所难 免，诚挚地欢迎批评指正。o z/T 01 84.2 一 1 997前言本标准是在总结我 国长期工作实践的基础上制定的。本标准的附录 A、附录 B是标准的附录本标准由中华人 民共和 国地质矿产部提出。本标 准由中华人 民共和 国地质矿产部科技司归口。本标 准起草单位:地质矿产部地质研究所和宜 昌地质矿产研究所。本标准主要起草人:刘敦一、张 自超。中华人民共和国地质矿产行业标准D z/T 018 4.2一 19 97微量错石铀铅同位素地质年龄测定主题 内容 和适用范 围本标准规定 了毫克量级错石的铀铅 同位素地质年龄测定方法本标准适用于毫克量级错石的铀铅 同位素地质年龄测定。2方法原理 错石 中的铀(z a e u 和2 3 5 U)经 a衰变生成稳定同位素-P b和“0 P b。根据对试样 中母 体同位素沪d u 和2 3 5 U)和子体同位素(-P b 和P b)含量及铅同位素比值的测定，即可根据放射性衰变定律计算试样形成封闭体系 以来的时间，即错石形成以来的年龄3方法提要 错石先 以稀酸处理除去杂质，氢氟酸封闭溶解，以不同浓度的盐酸溶液在阴离子交换树脂柱上色谱分离与纯化铀和铅，用质谱法测定铀、铅同位素组成，用同位素稀释方程计算试样中的铀、铅含量。根据基于放射性衰变定律的年龄方程计算试样 的年 龄。4试剂和材料4.1 去离子水。4.2超纯水。4.3 盐酸(p 1.1 9 g/m L)，优级纯。4.4盐酸，超纯。4.5 盐酸(1+1)，优级纯，由 4.3和 4.2按计算 比例配制。4.6 盐酸(1+1)，超纯，由 4.4和 4.2按 比例配制。4.7 盐酸。(HC D-3.1 m o l/L,超纯，由4.4 和 4.2按计算比例配制。4.8 硝酸(p 1.4 2 g/m L)，优级纯。4.9 硝酸(L+1)，优级纯，由纯硝酸(4.8)与超纯水(4.2)按比例配制。4.1 0硝酸(1+1)，超纯，由优质纯硝酸经石英亚沸蒸馏器(5.2 1)馏制备并与超 纯水(4.2)按 比例 配4.1 3丙酮，优级纯。氢氟酸(p 1.1 5 g/m L)，优级纯。氢氟酸，超纯，由优级纯氢氟酸(4.1 2)经双瓶亚沸蒸馏制备。磷酸(p 1.5 5 g/m L),Sb(H,P O,)=8 5 0 a，优级纯。磷酸。(1/3 H,P 0 4)=0.5 m o l/L,超纯。强碱型阴离子交换树脂，A G-1 X 8(2 0 0-4 0 0)或D ow e x-1 X 8(2 0 0-4 0 0),2 3 5 U 同位素稀释剂，硝酸铀酞，z a s U 丰度高于 9 0%，配制成溶液，其同位 素组成和浓度经准确 标份4114124144.154164.17定(见附录 A)中华人民共和 国地质矿产部 19 97-07-01批准1 99 8一 0 1一 1 5实施llz/T 0 18 4.2 一 1 99 74.1 8 -P b同位素稀释剂，硝酸铅(P b(N 0 3)2),2 0 8 P 6 丰度高于9 9.9 0 o，配制成溶液并准确标定其同位素组成及浓度(见附录A),4.1 9 铅同位素标准物质，NB S-9 8 1,9 8 2和9 8 34.2 0 硅胶，由超细级光谱纯二氧化硅(S i 0 2)和稀硝酸在超声波作用下配制成胶体溶液。4.2 1 徕带，1 8 m m X 0.0 3 m m X 0.8 m m,4.2 2 无水乙醇，优级纯(或分析纯)。4.2 3 微量取样器，1 O pL,5 0 p L，配塑料吸管使用。4.2 4五氧化二担，分析纯，与 4.2及 4.1 0配制成饱和溶液。4.2 5 铀一 5 0 0，铀同位素标准物质。4.2 6 铀标 准物 质，硝酸铀酞，光谱纯。4.2 7 铅标准物质。仪器设备5.1 聚四氟乙烯烧杯，l O m L和 3 0 mL.5.2 电热板，T3 0 0 0C,(1 8 0 0C,1 2 0 和 6 0 可控温)。5.3 超声波清洗器。5.4分析天平。5.5 氟塑料封闭溶样器(闭罐)，3 0 m l。5.6 氟塑料热缩(套)管。5.7 溶样器不锈钢套5.8 不锈钢恒温烘箱，T G 3 0 0 0C。5.9 空气净化柜5 门0水冷却板。5 门1 离子交换柱，由氟塑料热缩管或石英管与聚丙烯筛板(或石英筛板)制作，上部 耘=7 m m,h=l 0 0 m m，下部(树脂床)耘=5 m m,h=2 6 m m o5.1 2 氟四六(P a s)试剂瓶，5 0 0 m L,1 O O O m L5.1 3 石英试剂瓶，2 O O O m L,5.1 4 氟塑料(P a s)洗瓶，5 0 0 m L o5.1 5 实验 室专用薄膜，R a r a f i l m,5.1 6 点焊机，质谱计附带设备。5.1 7 热离子发射质谱计，测量精度优于。.0 0 5 0 05 门8装样 用空气净化柜。5 门9水纯化系统。5.2 0 氟塑料(F a s)双瓶蒸馏器5.2 1石英亚沸蒸馏器。5.2 2质谱计灯丝预热装置，质谱计配套设备。5.2 3 氟塑料滴瓶(F,),3 0 m L5.2 4 三角瓶，2 5 0 m L o5.2 5 微 量天平。6 分析步骤61 器皿清洗6.1.1 一般器皿的清洗Dz/T 01 84.2 一 1 997 所 有 器皿均经(1+1)盐酸(4.5)或(1+1)硝酸(4.9)浸煮 三遍，每 次煮 2 4 h以上，更换盐酸(或硝酸)，最后一次用超纯盐酸(4.6)或硝酸(4.1 0)煮沸。用去离子水冲洗三遍以上，再用超纯水冲洗，并在超纯水中煮沸，最后在空气净化柜(5.9)中用超纯水淋洗，低温电热板(5.2)上烤干备用。用过的器皿在暂时不用时则需浸泡在盛有热盐酸或硝酸的烧杯 中。6.1.2 溶样器的准备 将经过酸、水反复清洗干净的氟塑料溶样器(5.5)加人 1 m L氢氟酸(4.1 3)和 1滴硝酸(4.1 0)，盖好，套上热缩(套)管(5.6)，并装于不锈钢套(5.7)中，扣紧，放人不锈钢烘箱(5.8)中在 2 1 0 士1 0 的温度下烘 1-2 昼夜，取出溶样器，冷却至室温，打开溶样器，倾出氢氟酸溶液，用超纯水冲洗后置于电热板(5.2)上，加满超纯水，在1 1 0 下加热3 0 分钟(注意加热过程中容器内液面始终保持满至顶面)。重复以上清洗过程 三次，即可将整批溶样器用超纯水淋洗干净，在超净柜内凉干待用。6.2 样品的预处理 将用于分析的错石样品盛于聚四氟乙烯烧杯(5.1)中，先用硝酸(4.1 0)浸满 2/3烧杯，在电热板(5.2)上于 HO C加热 3 0 m i n-6 0 m in，用超声波清洗机(5.3)处理 5 m i n，加人超纯水稀释并倾倒除硝酸，加人超纯丙酮(4.1 1)并用超声波清洗机(5.3)处理 5 m i n，倒 出丙酮，加人超纯水(4.2)并微热 3 0 m i n，再用超声波处理 5 m i n，倒掉水液，最后用超纯丙酮(4.1 1)在超声波作用下清洗 5 m in，倒掉丙酮，在空气净化柜(5.9)中的电热板(5.2)上低温烤干，用实验室专用薄膜(5.1 5)封盖烧杯。6.3 试样分解6.3 门称样 将6.1.2烤干的溶样器(5.5)盖好并转移到天平室内，等温度平衡后，用分析天平(5.4)称取溶样器重量，小心打开溶样器，在消除天平称样区静电的情况下，将 已清洗并烤干的错石样品倒人溶样器，盖好溶样器，再次称重，两次的重量差即错石样品的重量。6.3.2溶样 将称好样品的溶样器小心转移到溶样用的空气净化柜(5.9)内，打开溶样器盖，往每个溶样器中加人 1 m L超纯氢氟酸(4.1 3)和1 滴超纯硝酸(4.1 0)，盖好，套上热缩套管(5.6)，并装于不锈钢套中，放人不锈钢烘箱(5.8)中在 2 1 0 士1 0 的温度下烘 5-7昼夜，取出溶样器，在冷却板(5.1 0)上冷却至室温后，转移到空气净化柜中，打开不锈钢外套，取下热塑套管，用专用纸沾超纯水拭洗溶样器外壁，小心打开溶样器，检查错石是否已经完全溶解?如果样品已被完全溶解，即可进行以下的步骤。如试样尚未溶解 完全，则放回烘箱继续加温使其溶解。6.4加人z a s u稀释剂 当确认样品已完全溶解，从烘箱(5.8)中取出溶样器，冷却至室温，在保持清洁的情况下，如 6.3.2步中的方法依次从钢套中取出并清洗溶样 器外壁，打开之前，反复拍打溶样器外壁使沽在内壁上 的溶 液聚集在溶样器底部，打开之后，在电热板(5.2)上于 1 1 0 的温度下蒸干，然后将溶样 器盖好，放人干 净的塑料盒转移到天平室，平衡半小 时，用分析天平(5.4)准确称取并记 录溶样 器的重量，然后往溶液中滴加“3 3 U稀释剂(4.1 7)溶液(3-4 滴)，迅速盖好溶样器，并再次称取溶样器的重量(由两次重量之差计算加人之-U稀释剂溶液的量)。将溶样器转移到超净柜(5.9)内，往已溶好的样品溶液中加人 1.8 m L3.l m ol/L的盐酸(4.7)，盖好溶样 器，套上热 缩套 管，装人 不锈钢套，重新放人 烘箱(5.8)中在 2 1 0 0C士1 0C下烘烤过夜。6.5 树脂柱的准备6.5 门交换柱的清洗 准备两组(每组6 个)离子交换柱(5.1 1)。将浸在硝酸(4.9)中的离子交换柱取出，先用丙酮装满，滴加几滴硝酸(4.1 0)，让其流干，然后反复用 6 m ol/L盐酸(4.6)和超纯水冲其内、外壁和两端数遍，装满超纯水。6.5.2树脂的清洗D z/T 0 1 8 4.2 一1 9 9 7 取A G A 明离子交换树脂(4.1 6)盛于 2 5 0 m L三角瓶(S.2 4)中，依次用无水乙醉(4.2 2),盐酸(4.6)和超纯水(4.2)浸泡和漂洗，最后用超纯水将树脂配成树脂浆。装柱时用滴管取树脂浆约 0.5 m L，加人装有超纯水的交换柱管中，让其流干，并继续用超纯水淋洗待用。66 分液用烧杯的准备 准备两组(每组 6个)氟塑料烧杯(5.1)，先在 6.2 m ol/L盐酸(4-5)中煮沸，倒出盐酸，用超纯水(4.2)和超纯盐酸(4,7)反复冲洗，然后在超纯水中煮沸，在超净柜(5 1 9)中用超纯水淋洗数遍，在超净柜风凉干后，用薄膜(5.1 5)封盖，将烧杯分别编号(分别用 I D和I C表示 4 0 稀释剂和不加稀释剂的组份)，装人干净的塑料盒转移到天平室等待分液用。6.7 分液 将烘好的样品伟 4)从烘箱中取出，冷却，依 6 1 3.2步的方法取出和清洗溶样器，在超净柜中打开，放人塑料盒中转移到天平室，平衡半小时，将准备好的烧杯按样品以I C和 I D成对排好。先在天平(5.4)上称取溶样器和样品溶液的总重量;取 I C烧杯在天平上称重(记录，下同)，打开封盖的薄膜，将样品溶液倾倒 2/3到该烧杯中，立即将薄膜封好，重新称重口 以同样方法称重I D烧杯，将剩余的 1/3样品溶液倒入该烧杯中，立即盖好称重，重 新 称 溶 样 器的 重 量，并 核 对 样品 溶 液的 总 重 量 与I D 加I C 组 份 之 和的 差，以 评 估 称 重中 的 损 失6.8 2 oe p b 稀释剂的加人 依次重新称重I D烧杯，逐个滴加人适量(3-5滴)的z o-P b稀释剂溶液(4.1 8)，立即封盖好薄膜，并再次称重I D烧杯，由两次重量差计算 P b稀释剂的加人量。小心摇匀使稀释剂与样品溶液充分平衡。6.9分离 将 I C和I D烧杯中的溶液分别倒人已准备好的离子交换柱(5.1 1)中(一组交换分离 I C，另一组分离I D)，待溶液自行流干后，加 3.I m ol/L盐酸(4.7)至交换柱的2 邝 高度，以淋洗错等离子，刚流干后，用(1+1)盐酸(4.6)(加至交换柱 2/3 高度)解吸铅，用洗净的1 0 m L氟塑料烧杯(5.1)收集解吸液;继而用超纯水(加至交换柱 2/3高度)解吸铀，将分液用的烧杯用超纯水淋洗干净后收集铀的解吸掖，将所有收集液转移到空气净化柜(5.9)中在 1 1 0 的电热板(5.2)上蒸干，用薄膜(5.1 5)封好备作质谱分析。6.1 0 铅和铀的同位素质谱分析6.1 0.1 灯丝的准备 将锌带(4.2 1)用无水乙醇(4.2 2)清洗干净，用点焊机(5.1 6)将锌带点焊在灯丝支架上，将已点焊好徕带的支架插装在离子源转盘上，并装人灯丝预热装置(5.2 2)中，待抽真空至n X 1 0-P a后，按预定役序给灯丝供电，在4 A-6 A电流下预烧 1 0 m in-3 0 m in，以除去徕带表面的铅与铀。6.1 0.2 装样6.1 0.2.1 P b试样装样 将已预烧好的灯丝转盘移人装样用的空气净化柜(5.1 8)内，取下电离带位置上的所有灯丝，依次逐个往灯丝上滴加样品:用清洗干净的微量取样器(4.2 3)吸取少量硅胶(4.2 0)滴加在灯丝徕带的中心部位，给灯丝加上 1 A左右的电流以微热烤干硅胶;用微量取样器吸取 2-3滴磷酸(4.1 5)溶液溶解制备好的样品，用清洗干净的微量取样器取出样品溶液滴加在已烤干的硅胶上，继续加热灯丝使样液的水份蒸发干，然后加大通过灯丝的电流驱赶样品中的残余酸根，待不再冒白烟后，继续加大电流将灯丝烧至暗红色为止。转动转盘换至另一灯丝位置，以同样的程序装下一样品。装样结束后，往电离带位置上插装假带灯丝插件，检查蒸发带的几何位置，装上屏蔽罩，最后将转盘装人质谱计离子源中，启动真空系统抽气6.1 0.2.2 U 试样装样 用微量取样器(4.2 3)吸取一滴T a p s 饱和溶液(4.2 4)小心滴加到预烧好的锌带中心、通电缓慢加热徕带，使之蒸干;另取一微量取样器取2-3 滴磷酸溶解试样，吸取样液，小心滴加到已烤干的T a,O,上，继续烤干后，加大电流驱赶酸根并使徕带烧至暗红色为止。以下操作同6.1 0.2.1 0U z/T 0 1 8 4.2 一1 9 9 7 注:铀的装样也可用与铅完全相同的方法，采用硅胶而不用五氧化二包作发射剂6.1 0.3 铅和铀的同位素分析 加有稀释剂和不加稀释剂的试样的铅同位素分析分别进行，分析程序相同:待质谱计(5.1 7)的真空达到要求(n X 1 0-s P a)后，打开通往分析管道的隔离阀，给蒸发带灯丝加上电流，缓慢升温，注意在灯丝加热过程中样品的排气和真空下降的情况，以免破坏真空。当灯丝温度达到1 0 0 0 0C-1 2 0 0 时，在测量系统处于手动状态的情况下注意在质量数 2 0 4-2 0 8 范围内寻找P b的离子流，并小心调节加到蒸发带上的电流，使P b的离子流达到足够的强度(1 0-3-1 0-A)并保持稳定，即可启动自动测量程序，进行 P b同位素分析。根据使用的质谱计型号不同，分析采用多接收极同时接收或单接收极峰跳扫描，每个样品分析采集4-6 组数据，每组数据由8-1 0 次扫描数据的平均值求得，由联机计算机给出由4-6 组数据计算的样品P b同位素比值的平均值及其标准偏差。铀的质谱分析程序与铅类似，采集离子流的温度为1 3 0 0 C，接收的离子类型为 U O P，质量数范围为 2 6 7.2 7 0.了 分析结果的计算与表述7.1 铀 含量 的计算238U v一 樵 一w 35n-U b(mo l).“一5 U2 3 8 Uap1 3 7.8 8(mo ll(2)eU。一 238U 已 不 23 W 笋 10,(fag/g)U.=-U.23A 10 5W (kg/8)(3)(4)U.=-U.+5 U-(k g/g)(5)式中”8 U98 2 3 5 U，为分析试样中”s U和”5 U的质量摩尔浓度;2 3 8 U.、2 3 s U.为样品中”s U和2 3 s U 的质量分数;R R。分别表示稀释剂和试样测定的“3 8 U/2 3 5 U比 值;X 2 3 5，为稀释剂溶液中“3 5 U的浓度(m ol/g);W2 3 s 表示稀释剂溶液的重量;W，为试样的重量;U、为U的测定流程空白，同样由同位素稀释法测定;U，为样品中铀含量;2 3 8 A和“3 5 A分别代表2 3 6 U和2 3 5 U的相对原子质量。7.2 铅含量 的计算 尺目一尺 2 0 6-=6 2 W，。-(mot)。(6)“一 口一 此，”0,R_.、”厂、，尸 R-式中2 0 6,2 0 8为“os P b,a oa P b;R,oe 和R m,分别为加稀释剂部分和不加稀释剂部分测定的样品中的-P b/2 oa P b 比值;凡 为稀释剂中的 P b/-P b比值;6 2 0 8，为铅稀释剂溶液中2 o 8 P b的质量摩尔浓度(m ol 抢);Wm.为稀释剂溶液的重量;2 0 6。为试样(与稀释剂混合)中测定的 o6 P b的摩尔数。由下列各式分别计算扣除空白(本底)后试样中各同位素的含量:2 0 6 _ 6=2 0 6 二 一P b b 2 os Ab(mot)。(7)2 0 7-b=2 0 7 m-P b b 2 o,Ab(m o t).一(8)2 0 8 _ b=2 0 8,-P b,.A,(m o l).。(9)DZ/T 01 84.2一 19 972 0 4 一、一2 0 4。一P b b m 4 A b(,l)(I 0)式中2 0 6-b,2 0 7-2 0 8-2 0 4-,分别为试样中样品铅各同位素的摩尔数;P b、为空白铅总量(摩尔数);2 0 6 A b 2 0 7 A 6 2 0 8 A b 2 0 4 A b 分别为空白铅中各同位素的丰度。扣除空白后样品中铅同位素的质量分数为:2 0 6=2 0 6-b W is+a W，W.。2 a 6 AX1 0 6 (pg/g)(1 1)2 0 7=2 0 7-b Wk+ia W-W.d.AX1 0 6 (pg/g)(1 2)2 0 8-2 0 8-b W.=+m一W W d.2 o8 AX1 0 6 (pg/g)(1 3)2 0 4-2 0 4-b W+0 W，W d.2.4 A X 1 0 6(p g/g)(1 4)式中。a 代表样品;2 0 6-6,2 0 7-6、2 0 8-6.2 0 4-、同上;W，为样品的重量;W.n.W,和Wk+.e 分别为加稀释剂的组分、不加稀释剂组分和总溶液的重量;2 a 6 A 2 o7 A 2 oa A 2 4 A分别为四个铅同位素的相对原子质量 扣除空白后样品中铅 的总量为:Pb,-b 一2 0 6，十2 0 7+2 0 8.+2 0 4 ，(1$)样 品中的放 射成 因铅含量 为:20 6 R(6/u-b-R(6/4 Lc R1 6/4)一 b 二 R(7/4)-b-R(7/4 R 风7/4)-b R(e/4)-、一R(8/O c R(s,-b2 0 6-,(mol)(1 6)20 72 0 7-b(mol)(1 7)20 82 0 8 _ 6(MO D(1 8)式中2 0 6-2 0 7-2 0 8 分别为扣除普通铅后样品中放射成因铅同位素的摩尔数;风。;)、凡)c、凡、。分别为与样品同时代的普通铅的 o6 P b,P b,z o6 P b对-P b的比值;R(6/4)-b,R(7/4)-b,R(6/4)一。分别为扣除空白后样品中z o6 P b、2 1)7 P b、2 o8 P b对2 0 4 P b的比值;2 0 6-6,2 0 7-6,2 0 8-b 意义同上。样品中各放射成因铅同位素的质量分数为:2062 0 6-1 W.c+m W Wd z o6 A X 1 0 6 (K 刃g)，(1 9)2 0 72 0 7 _WwWI=+ia W Ld.AX1 0 6 (p g/g)(2 0)2 0 8.=2 0 8 _,W l id W。W，.AX1 0 6 (K g/g)(艺 1)式中 2 0 6-2 0 7-2 0 8,分别为扣除普通铅后样品中放射成因铅同位素的质量分数;2 0 6-2 0 7-2 0 8-W-,Wi-Wie 和Wic+l a 意义同上;2 0 6 A、2 0 6 A、2 0 6 A分别为相应铅同位素的相对原子质量。样品中放射成因铅的总量为:P b,=2 0 6,+2 0 7.+2 0 8,(k g/g)(2 2)了.3同位素 比值 的计算2 G 7 P b06m2_ 0 72 0 6(2 3).P b238U2 0 6 _,2 3 8.,W+-aWia(2 4)D z/T 01 84.2一 19 97署2 0 7 _,2 3 5.W衅记(2 5)式中各符号意义同上。7.47.4年龄计算 模式年龄1+W idX 1 0-5 (Ma)(2 6)l+X 1 0-(Ma)(2 7)叭一啊叭一叨 1 e A 5 一11 3 7.8 8.二1(2 8)LU-L钊(r日、.P-P一-一咨乙止式中t 6,t;分别表示由z0 6 P b/3 8 U和z a v P b/z 3 5 U计算的模式年龄，单位为Ma.A e.1、分别为z 3 8 U和“3 5 U的衰变常数月 n 为自然对数，e 为自 然对数的底，-P b,-P b,z3 8 U和z 3 s U分别代表相应同位素的原子个数。公式(2 8)中的年龄t 通过迭代计算。7.4.2 和谐 曲线 年龄 和谐曲线年龄由 Pb/-U和“a P b/z 3 5 U同位素比值根据 L u d w i g(1 9 8 0)(见附录C)的计算程序通过最小二乘法拟合直线与理论曲线的交点求得年龄及其标准偏差8 精 密度 本方法测定铀、铅含量的允许限为士1.5%;铅同位素比值测定的精密度对“P b/-P b应优于0.0 5 6 o。当被测样品的年龄为 l 0 Ma-1 0 3 Ma时，其年龄测定结果在9 5%置信水平下的不确定度小于试样年龄的士5%Dz/r 018 4.2 一 1 99 7 附录A (标准的附录)稀释荆的配制和标 定A l 稀释荆的配制A l.1 .P b稀释剂的配制 在微量天平(5.2 5)称取富集P b同位素的硝酸铅(P b(N O3)2,4.1 8)约 1 0 p g，放人已清洗干净并已干燥的烧杯中，用硝酸(4.1 0)少许溶解，用盐酸溶液(4.7)稀释并转移到5 0 0 m L氟塑料试剂瓶(5.1 2)中，加盐酸(4-7)稀释至约 5 0 0 m L eA l.2 a 3 s U稀释剂的配制 在微量天平(5.2 5)称取富集2 35 U同位素的硝酸铀酞(U 0 2(N 0 3)1.6 H 2 0 ,4.1 7)约 2 5 0 pg，放人已清洗干净并已干燥的烧杯中，用硝酸(4.1 0)少许溶解，用盐酸溶液(4-7)稀释并转移到 5 0 0 m L氟塑料试剂瓶(5.1 2)中，加盐酸(4-7)稀释至约5 0 0 m L,A2稀释荆 的标定A2.1同位素比值 的标定 分别用微量取样器(4.2 3)吸取配制好的“oe P b(A l.1)和“U(Al.2)稀释剂溶液，按 6.1 0的程序分别测定2 0 4 P b/2 0 6 P b,2 o7 P b/2 P b及-P b 产 P b比值，和“3 5 U/2 3 3 U 比值。此项标定不应少于 6 份A2.2稀释 剂中铀、铅浓度的标定A2-2,1铅标 准溶 液的配制 称取 N B S 9 8 2(或N B S 9 8 1)同位素标准物质(4.1 9)或铅标准物质(4.2 7)2 0 0 1 4 g，于小烧杯(4.1)中，加人少量稀硝酸溶液(由 4.1 0 和 4.2 配制)，于电热板(5-2)上加热溶解。取下冷却后，移人已清洗千净并称重过的氟塑料试剂滴瓶(5.2 3)。用超纯水(4-2)洗涤烧杯并移人氟塑料试剂滴瓶中，稀释至近满。称重(准确至。.l m g)，由所称 N B S 9 8 2或 N B S 9 8 1)或铅标准物质和溶液的重量计算溶液中 P b 的浓度。A2.2.2铀标准溶液的配制 称取基准物质硝酸铀酸(4.2 6)2 5 0 pg于小烧杯中，加人超纯水(4.2)及几滴稀硝酸溶液(同上)溶解。移人已洗净并称重过的氟塑料试剂滴瓶(5.2 3)中，用超纯水(4-2)洗涤烧杯并移人氟塑料滴瓶中，稀释至近满。称重(准确至 0.l m g)，由所称硝酸铀酞和溶液的重量计算标准溶液中 3 5 U和z 3 3 U的浓度。A 2.2.3 稀释剂 中-U,-P b浓度的标定 用分析天平(5.4)按不同混合比例，称取适量的铅标准溶液(A 2.2.1)6 份(不少于 6 份)，分别准确称量加人-P b稀释剂溶液(A l.1)，在电热板(5-2)上加热(1 1 0 C)蒸干，按 6.1 0 的程序测定铅同位素比值。同时另取 6 份铅标准溶液(A 2.2.1),蒸干后以相同的程序测定其铅同位素比值。用分析天平(5-4)按不同混合比例，称取适量的铀标准溶液(A 2.2.2)6 份(不少于 6 份，分别准确称量加人“3 5 U稀释 剂溶液(Al.2)，在 电热板(5-2)上 加热 1 1 0 0 C)蒸干，按 6.1 0的程 序测定铀 同位素 比值。同时另取 6 份铀标准溶液(A 2.2.2),蒸干后以相同的程序测定其铀同位素比值。A 2.2-4 稀释剂中“3 s U浓度的计算丛Rc W2 3。，t:3:。c Z，5 =一 不 甭 采-c z 3 3 e=W3 a sR-R(A 1)式中R m,RR。分别表示混合试样、稀释剂和普通铀的“3 1 U/-U 比值，W1 1 5.和 W二分别为铀标准溶液DZ/T 0 18 4.2 一 1 99 7和加人之稀释剂的重量，C 2 3 5-为铀标准溶液中“3 5 U的质量摩尔浓度，由称取的铀标准的重量和配制的溶液的总重量计算，C 2 3 5 为所求之铀稀释剂中的 3 5 U的质量摩尔浓度(m ol/K)oAZ.2.5 稀释剂 中“P b浓度的计算 W 2 s.。2。，1 一 R m x 2 oe,一 w-天 不2 砚(A 2)式中 R m,R I t,分别为混合试样、稀释剂和普通铅的“os Pb/2 a P b比值，W-.和 w l o，分别为铀标 准溶液和加入之稀释剂的重量I C 2 0 6、为铅标准溶液中2 os P b的质量摩尔浓度，由称取的铅标准的重量和配制的溶液的总重量计算，c z o:为所求之铅稀释剂中的 P b的质量摩尔浓度(m o l/妇。附录B(标准的附录)分析质t监测B 1 分析质量监测按 D Z 0 1 3 0.2-9 4 执行。有关标准物质 的证书值列于表 1。其 中 NB S-9 8 1,NB S-9 8 2,NB S-9 8 3用于监控铅同位素比值测 定，U-5 0。和天然金属铀用于监控铀同位素比值测定。表 1 常用 U,Pb同位素标准物质